2.2 Материальный баланс

Определим секундный расход газа, воспользовавшись формулой (2.8).

 (2.8),  

По формуле (2.9) определим массовый расход газа.

 (2.9)

Используя формулу (2.10) определим плотность газа.

 (2.10)

 _,

 _.

 

Определим расход поглотителя по формулу (2.11).

 (2.11)

Используя формулу (2.12) определим объёмный расход поглотителя.

 (2.12)

 

2.3 Тепловой баланс

При растворении газа в жидкости выделяется некоторое количество теплоты. При отсутствии отвода теплоты температура повышается, что ведет к возрастанию равновесного парциального давления компонента, изменению положения линии равновесия, уменьшению движущей силы процесса, ухудшению условий абсорбции.

Практически процесс абсорбции проводится с интенсивным отводом теплоты, чтобы температура раствора в аппарате повышалась незначительно.

Определим температуру газа на выходе из абсорбера, вычислив её по формуле (2.13).

 (2.13)

Определим теплоту растворения газа в воде по формуле (2.14).

 (2.14)

Из справочника находим значение  

 ,

 ,

 .

В ходе расчета выяснилось, что разница между теплотой газа на входе и выходе незначительна, следовательно, предусматривать отвод тепла нет необходимости.

3. Конструктивный расчёт

3.1 Расчет диаметра колонны

Определим диаметр колонны по формуле (3.1)

 (3.1)

Воспользовавшись формулой (3.2) найдём оптимальную скорость газа в колонне.

 (3.2)

 ,

 .

Из ряда стандартных диаметров принимаем диаметр колонны, равный 2200мм.

Уточним скорость газа.

 

3.2 Расчет высоты колонны

Определим высоту колонны, вычислив её по формуле (3.3).

 (3.3)

при D = 2200 из справочника выписываем значения:

 

 

 

Высоту тарельчатой части колонны определим, используя формулу (3.4).

 (3.4)

 ,

 .

3.3 Подбор стандартных конструктивных элементов

 

3.3.1 Подбор крышки и днища

Для данной колонны из ряда стандартных элементов подберём крышку и днище. Технические характеристики данных элементов указаны в таблице 4.

Таблица 4

Параметры	крышка	днище
Внутренний диаметр ,	2200	2200
Высота борта ,	50	50
Высота эллиптической части ,	550	550
Внутренняя поверхность ,	5,6	5,6
Внутренняя ёмкость ,	1,585	1,585
Толщина стенки ,	20	20
Масса ,	895	895

3.3.2 Подбор тарелок

В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками.

Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса - газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.

В зависимости от диаметра, колонные аппараты изготавливают с тарелками различных типов. В данную колонну диаметром 2200  можно установить колпачковые тарелки типа ТСК-1 (ост 26-808-73).

В колпачковых тарелках газ барботирует через жидкость, выходя из прорезей колпачков, расположенных на каждой тарелке. В прорезях газ дробится на мелкие струйки, которые по выходе из прорези почти сразу поднимаются вверх и, проходя через слой жидкости на тарелке, сливаются друг с другом.

В колоннах с колпачковыми тарелками (рисунок 2) находятся тарелки 1 с патрубками 2, закрытые сверху колпачками 3. Нижние края колпачков снабжены зубцами или прорезями в виде узких вертикальных щелей. Жидкость протекает с тарелки на тарелку через переливные трубы 4. Уровень жидкости на тарелке соответствует высоте, на которую верхние концы переливных труб выступают над тарелкой. Чтобы жидкость перетекла только по переливным трубам, а не через патрубки 2, верхние концы патрубков должны быть выше уровня жидкости. Нижние края колпачков погружены в жидкость так, чтобы уровень жидкости был выше верха прорезей.

Газ проходит по патрубкам 2 в пространство под колпачками и, выходя через отверстия между зубцами или через прорези в колпачках, барботирует через слой жидкости.

Чтобы газ не попадал в переливные трубы и не препятствовал таким образом нормальному перетоку жидкости с тарелки на тарелку, нижние концы переливных труб опущены под уровень жидкости. Благодаря этому создается гидрозатвор, предотвращающий прохождение газа через трубы.

Рисунок 2 - Колонна с колпачковыми тарелками

Технические характеристики колпачковых тарелок типа ТСК-1 при диаметре колонны 2200  указаны в таблице 5.

Таблица 5

Свободное сечение колонны,	3,81
Длина линии барботажа,	44,6
Периметр слива ,	1,606
Свободное сечение тарелки,	0,471
Относительная площадь для отхода паров ,	12,3
Масса,	211